Question

為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施．化學(xué)反應(yīng)的焓變通常用實驗進行測定，也可進行理論推算．
（1）25℃、101k Pa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為△H=-57.3kJ/mol，則稀硫酸與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

KOH（aq）+

1

2

H₂SO₄（aq）=

1

2

K₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3kJ?mol^-1

．
（2）實驗測得 5g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水時釋放出113.5kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式

2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol

．
（3）由氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵釋放的最低能量叫鍵能．從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程．在化學(xué)反應(yīng)過程中，拆開化學(xué)鍵需要消耗能量，形成化學(xué)鍵又會釋放能量．

化學(xué)鍵	H-H	N-H	N≡N
鍵能/kJ?mol-1	436	391	945

已知反應(yīng)N₂+3H₂?2NH₃△H=x kJ?mol^-1．試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)估算x的數(shù)值為

-93

．
（4）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進行推算．
已知：C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=akJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=bkJ?mol^-1
2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=ckJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，計算298K時由C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）反應(yīng)的焓變：
△H=

2a+

1

2

b-

1

2

c

 kJ?moD
l^-1．（用含a、b、c的表達式表示）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)中和熱是強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時放出的熱量；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法可知，化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)熱成正比，并注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)來解答；
（3）根據(jù)反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能；
（4）根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)的焓變．

解答：解：（1）稀硫酸與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：KOH（aq）+

1

2

H₂SO₄（aq）=

1

2

K₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ?mol^-1，
故答案為：KOH（aq）+

1

2

H₂SO₄（aq）=

1

2

K₂SO₄（aq）+H₂O（l）△H=-57.3 kJ?mol^-1；
（2）5gCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出113.5kJ熱量，64g即1molCH₃OH在氧氣中燃燒生成CO₂和液態(tài)水，放出1452.8kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol，
故答案為：2CH₃OH（g）+3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1452.8KJ/mol；
（3）N₂+3H₂?2NH₃中的△H=945kJ?mol^-1+436kJ?mol^-1×3-391kJ?mol^-1×6=-93kJ?mol^-1，故答案為：-93；
（4）①C（s，石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=akJ?mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₂=bkJ?mol^-1
③2C₂H₂（g）+5O₂（g）=4CO₂（g）+2H₂O（l）△H₃=ckJ?mol^-1
C（s，石墨）和H₂（g）生成1mol C₂H₂（g）的反應(yīng)可以根據(jù)①+②×

1

2

-③×

1

2

得到，
2C（s，石墨）+H₂（g）=C₂H₂（g）△H₁=（2a+

1

2

b-

1

2

c） kJ?mol^-1；
故答案為：2a+

1

2

b-

1

2

c．

點評：本題主要考查的熱化學(xué)方程式的書寫、反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系以及蓋斯定律的運用，難度中等，根據(jù)所學(xué)知識即可完成．